材料科學(xué)目前在高新產(chǎn)業(yè)中的基礎(chǔ)和先導(dǎo)作用日益顯現(xiàn)，而復(fù)合化作為材料發(fā)展的必然趨勢(shì)也引起了業(yè)界的極大關(guān)注。長(zhǎng)期從事復(fù)合材料
研究的上海交通大學(xué)吳人潔教授指出，復(fù)合材料發(fā)展至今，已在航空航天、交通運(yùn)輸、建筑、電子電氣等領(lǐng)域中起到重要作用，但是價(jià)格偏高和可靠性相對(duì)不足阻礙了它的發(fā)展，加強(qiáng)科技攻關(guān)已刻不容緩。
吳人潔介紹，眼下我國(guó)復(fù)合材料的應(yīng)用總量達(dá)450萬(wàn)噸，產(chǎn)量很小，即使是在航空航天等主要領(lǐng)域的用量也不大。今后復(fù)合材料的發(fā)展關(guān)鍵在于降低成本、提高可靠性、發(fā)展新型復(fù)合材料，以及改善與環(huán)境的協(xié)調(diào)性四個(gè)方面。
吳人潔預(yù)測(cè)，復(fù)合材料應(yīng)用于基礎(chǔ)設(shè)施的前景廣闊。相對(duì)于鋼鐵等傳統(tǒng)材料，復(fù)合材料應(yīng)用于基礎(chǔ)建設(shè)的優(yōu)越性在于投資少，可以提供特殊的功能，增韌防裂、耐磨、耐腐蝕、易維修，同時(shí)因材質(zhì)輕施工方便。
如28米的高塔用鋼鐵材料需要4人幾天才能完成，而采用復(fù)合材料只需3個(gè)人幾小時(shí)就可完工。此外，應(yīng)用范圍和原材料的選擇范圍廣，有利于環(huán)保。
復(fù)合材料應(yīng)用于基礎(chǔ)設(shè)施如高速公路、橋梁大壩、港口、大型建筑、機(jī)場(chǎng)等，可使建筑行業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、功能、成本、壽命和修復(fù)等發(fā)生革命性變化，受到了國(guó)內(nèi)外業(yè)界的高度重視，我國(guó)快速推進(jìn)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)市場(chǎng)容量巨大，復(fù)合材料應(yīng)該在這方面有所作為。
吳人潔認(rèn)為，納米、智能、仿生等新型復(fù)合材料在21世紀(jì)將得以快速發(fā)展，但還有許多基礎(chǔ)問(wèn)題需要深入研究。納米復(fù)合材料不僅保持了納米粒子的原有性能，還可以產(chǎn)生特殊的協(xié)同作用，在結(jié)構(gòu)和功能方面具有一定的獨(dú)特性。由于該種材料是納米粒子分散在其他材料中，因此關(guān)鍵是如何使其均勻地分散在基體中，而在復(fù)合過(guò)程中不使納米粒子或晶體團(tuán)聚或長(zhǎng)大進(jìn)而失去納米效應(yīng)。
智能（機(jī)敏）材料是具有感覺(jué)、處理和執(zhí)行功能，能夠自行診斷、自行適應(yīng)和自行愈合的復(fù)合材料，其初級(jí)形式稱(chēng)為機(jī)敏，高級(jí)形式稱(chēng)為智能。智能（機(jī)敏）材料是信息科學(xué)與材料科學(xué)交叉滲透的產(chǎn)物，由于該材料是信息感知材料和執(zhí)行驅(qū)動(dòng)材料的復(fù)合體系，因此不可避免地存在相間的相互作用，以及提高穩(wěn)定性和可靠性的問(wèn)題，這些都是需要大力研究的內(nèi)容。
仿生材料發(fā)展的必要性在于自然界的生物材料大都為復(fù)合材料，因此可以通過(guò)仿效生物結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)復(fù)合材料以克服復(fù)合材料中存在的缺點(diǎn)，同時(shí)可以利用仿生模型的計(jì)算來(lái)作為設(shè)計(jì)復(fù)合材料的基礎(chǔ)依據(jù)。吳人潔認(rèn)為，仿生復(fù)合材料下一步的研究?jī)?nèi)容應(yīng)該是學(xué)習(xí)生物過(guò)程以探索復(fù)合材料的制備途徑。
吳人潔提出復(fù)合材料基礎(chǔ)研究應(yīng)在以下方面有所突破：一是多功能復(fù)合材料界面作用機(jī)制的研究。目前復(fù)合材料界面的力學(xué)行為基本清楚，但多功能復(fù)合材料界面對(duì)功能的傳遞行為的研究尚屬空白。二是復(fù)合材料的非線(xiàn)性復(fù)合效應(yīng)及混雜復(fù)合效應(yīng)的研究。復(fù)合材料的非線(xiàn)性復(fù)合效應(yīng)是開(kāi)發(fā)新型功能復(fù)合材料的基礎(chǔ)，需要從介觀到微觀層次上的物理行為加以研究。三是有利于環(huán)境的復(fù)合材料的研究。如復(fù)合材料的回收再生研究，由廢棄物構(gòu)成的低性能通用復(fù)合材料和可自然降解復(fù)合材料的開(kāi)發(fā)等。
據(jù)介紹，復(fù)合材料的加工成本占到總成本的70％，降低復(fù)合材料的成本，必須大力研究高效、快速的成型工藝。吳人潔說(shuō)，增強(qiáng)體采用三維編織預(yù)型體方案，能有效降低成本，是這方面的最新研究成果。它先設(shè)計(jì)制造增強(qiáng)織物，然后用流態(tài)基體浸滲的方法提高復(fù)合材料的可靠性，同時(shí)有面外定向的纖維，從而提高了厚度方向上的強(qiáng)度，大大改善了復(fù)合材料的性能。
復(fù)合材料的主要特點(diǎn)是可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，因此必然要研究利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。復(fù)合材料的性能預(yù)測(cè)和可靠性設(shè)計(jì)和改善可用計(jì)算機(jī)進(jìn)行仿真虛擬，即在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料的設(shè)計(jì)、制造、功能測(cè)試和優(yōu)化設(shè)計(jì)等過(guò)程，這也將是復(fù)合材料發(fā)展的新生長(zhǎng)點(diǎn)之一。
研究的上海交通大學(xué)吳人潔教授指出，復(fù)合材料發(fā)展至今，已在航空航天、交通運(yùn)輸、建筑、電子電氣等領(lǐng)域中起到重要作用，但是價(jià)格偏高和可靠性相對(duì)不足阻礙了它的發(fā)展，加強(qiáng)科技攻關(guān)已刻不容緩。
吳人潔介紹，眼下我國(guó)復(fù)合材料的應(yīng)用總量達(dá)450萬(wàn)噸，產(chǎn)量很小，即使是在航空航天等主要領(lǐng)域的用量也不大。今后復(fù)合材料的發(fā)展關(guān)鍵在于降低成本、提高可靠性、發(fā)展新型復(fù)合材料，以及改善與環(huán)境的協(xié)調(diào)性四個(gè)方面。
吳人潔預(yù)測(cè)，復(fù)合材料應(yīng)用于基礎(chǔ)設(shè)施的前景廣闊。相對(duì)于鋼鐵等傳統(tǒng)材料，復(fù)合材料應(yīng)用于基礎(chǔ)建設(shè)的優(yōu)越性在于投資少，可以提供特殊的功能，增韌防裂、耐磨、耐腐蝕、易維修，同時(shí)因材質(zhì)輕施工方便。
如28米的高塔用鋼鐵材料需要4人幾天才能完成，而采用復(fù)合材料只需3個(gè)人幾小時(shí)就可完工。此外，應(yīng)用范圍和原材料的選擇范圍廣，有利于環(huán)保。
復(fù)合材料應(yīng)用于基礎(chǔ)設(shè)施如高速公路、橋梁大壩、港口、大型建筑、機(jī)場(chǎng)等，可使建筑行業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、功能、成本、壽命和修復(fù)等發(fā)生革命性變化，受到了國(guó)內(nèi)外業(yè)界的高度重視，我國(guó)快速推進(jìn)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)市場(chǎng)容量巨大，復(fù)合材料應(yīng)該在這方面有所作為。
吳人潔認(rèn)為，納米、智能、仿生等新型復(fù)合材料在21世紀(jì)將得以快速發(fā)展，但還有許多基礎(chǔ)問(wèn)題需要深入研究。納米復(fù)合材料不僅保持了納米粒子的原有性能，還可以產(chǎn)生特殊的協(xié)同作用，在結(jié)構(gòu)和功能方面具有一定的獨(dú)特性。由于該種材料是納米粒子分散在其他材料中，因此關(guān)鍵是如何使其均勻地分散在基體中，而在復(fù)合過(guò)程中不使納米粒子或晶體團(tuán)聚或長(zhǎng)大進(jìn)而失去納米效應(yīng)。
智能（機(jī)敏）材料是具有感覺(jué)、處理和執(zhí)行功能，能夠自行診斷、自行適應(yīng)和自行愈合的復(fù)合材料，其初級(jí)形式稱(chēng)為機(jī)敏，高級(jí)形式稱(chēng)為智能。智能（機(jī)敏）材料是信息科學(xué)與材料科學(xué)交叉滲透的產(chǎn)物，由于該材料是信息感知材料和執(zhí)行驅(qū)動(dòng)材料的復(fù)合體系，因此不可避免地存在相間的相互作用，以及提高穩(wěn)定性和可靠性的問(wèn)題，這些都是需要大力研究的內(nèi)容。
仿生材料發(fā)展的必要性在于自然界的生物材料大都為復(fù)合材料，因此可以通過(guò)仿效生物結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)復(fù)合材料以克服復(fù)合材料中存在的缺點(diǎn)，同時(shí)可以利用仿生模型的計(jì)算來(lái)作為設(shè)計(jì)復(fù)合材料的基礎(chǔ)依據(jù)。吳人潔認(rèn)為，仿生復(fù)合材料下一步的研究?jī)?nèi)容應(yīng)該是學(xué)習(xí)生物過(guò)程以探索復(fù)合材料的制備途徑。
吳人潔提出復(fù)合材料基礎(chǔ)研究應(yīng)在以下方面有所突破：一是多功能復(fù)合材料界面作用機(jī)制的研究。目前復(fù)合材料界面的力學(xué)行為基本清楚，但多功能復(fù)合材料界面對(duì)功能的傳遞行為的研究尚屬空白。二是復(fù)合材料的非線(xiàn)性復(fù)合效應(yīng)及混雜復(fù)合效應(yīng)的研究。復(fù)合材料的非線(xiàn)性復(fù)合效應(yīng)是開(kāi)發(fā)新型功能復(fù)合材料的基礎(chǔ)，需要從介觀到微觀層次上的物理行為加以研究。三是有利于環(huán)境的復(fù)合材料的研究。如復(fù)合材料的回收再生研究，由廢棄物構(gòu)成的低性能通用復(fù)合材料和可自然降解復(fù)合材料的開(kāi)發(fā)等。
據(jù)介紹，復(fù)合材料的加工成本占到總成本的70％，降低復(fù)合材料的成本，必須大力研究高效、快速的成型工藝。吳人潔說(shuō)，增強(qiáng)體采用三維編織預(yù)型體方案，能有效降低成本，是這方面的最新研究成果。它先設(shè)計(jì)制造增強(qiáng)織物，然后用流態(tài)基體浸滲的方法提高復(fù)合材料的可靠性，同時(shí)有面外定向的纖維，從而提高了厚度方向上的強(qiáng)度，大大改善了復(fù)合材料的性能。
復(fù)合材料的主要特點(diǎn)是可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，因此必然要研究利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。復(fù)合材料的性能預(yù)測(cè)和可靠性設(shè)計(jì)和改善可用計(jì)算機(jī)進(jìn)行仿真虛擬，即在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料的設(shè)計(jì)、制造、功能測(cè)試和優(yōu)化設(shè)計(jì)等過(guò)程，這也將是復(fù)合材料發(fā)展的新生長(zhǎng)點(diǎn)之一。
